S960钢材应用的焊接技术

S960钢材比一般S355钢材轻巧坚固，是建设桥梁的首选建材，然而焊接过程会降低其机械性能，影响强度，令应用受限制。为此，香港理工大学（理大）土木及环境工程学系研究团队开发了高效应用S960钢材的焊接技术，透过精准控制焊接的热输入量，保持钢材的机械性能。技术最近获采纳，用于建设香港首个采用S960钢材的公共工程项目──粉岭北新发展区行人天桥，有望推动高强度钢材在桥梁建造的创新应用。

S960钢材具高强度的特点，是一种高效结构钢，能满足各种材料规范和结构设计规范的要求，获广泛应用于高层建筑和大跨度结构建筑（例如体育及展览场馆）。然而，S960钢材在焊接过程中，机械性能会发生显著变化，令强度和延展性降低20%至30%。

理大土木及环境工程学系教授、国家钢结构工程技术研究中心香港分中心主任钟国辉教授带领的团队，透过实验和数值模拟，成功破解S960钢材在焊接过程中的热输入量对焊接截面强度的影响，并开发创新的焊接技术，保持钢材的机械性能。团队更与本地钢材加工厂合作进行测试，最终获得不同厚度S960钢材的最佳热输入能量范围和焊接接头设计，能最大限度地减少以至消除焊接对钢材强度的影响。

有关技术更获得香港土木工程拓展署采用，率先用于粉岭北新发展区第一阶段──粉岭绕道东段（石湖新村北至龙跃头）的两段行人天桥建设，并于今年九月完成预制组件的现场组装。天桥为空心箱形状梁（箱梁）组成的桥梁，其S960钢材由采用新焊接技术的厂房加工预制。使用新焊接技术，令项目可采用较薄及较少的钢材来获得相同强度和承载力，从而减轻行人天桥的桥体重量和地基桩柱数量，有利降低碳排放，提升工程的可持续性。

钟国辉教授表示：「我和团队致力在科学理解、工程原理和设计指导方面，帮助工程师于兴建项目中采用高强度S690及S960钢材，推动现代钢结构建筑的发展。粉岭北行人天桥项目是应用高强度S960钢材于建设的最佳示范，此成功案例将为未来制定相关技术指引和规范提供具价值的参考。」

由钟教授及团队开发，高效应用S690钢材的技术亦获香港多个基建项目采用，包括将军澳跨湾连接路双拱钢桥、九龙仔游泳池的大跨度屋顶结构，以及兴建中的元朗大球场东西面看台上盖结构。